高一物理教案:功率

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    以下是為大家整理的關(guān)于《高一物理教案:功率》,供大家學(xué)習(xí)參考!
    一、教學(xué)目的:
    1.知道功率是表示做功快慢的物理量。
    2.理解功率的概念,能運(yùn)用功率的公式P=W /t 進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
    3.正確理解公式P=FVcosα的意義,知道什么是瞬時(shí)功率,什么是平均功率,并能用來解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。
    二、重點(diǎn)難點(diǎn) 1.理解功率的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。2.瞬時(shí)功率和平均功率計(jì)算是本節(jié)的難點(diǎn)。
    3.機(jī)車起動(dòng)問題是本節(jié)課對(duì)學(xué)生的一個(gè)能力培養(yǎng)點(diǎn)。
    三、教學(xué)方法 講授、討論、練習(xí)。
    四、教具
    五、教學(xué)過程:
    引入新課:上節(jié)課學(xué)習(xí)了功的概念及其計(jì)算?,F(xiàn)在我們研究下面兩個(gè)問題。
    (1)質(zhì)量為2kg的物體在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度勻速前進(jìn)16m.在此過程中,有幾個(gè)力對(duì)物體做功,各做功多少?此過程用多長時(shí)間?
    (2)質(zhì)量為2kg的物體靜止在光滑水平面上,在F2=4N的水平拉力作用下前進(jìn)16 m。在此過程中,有幾個(gè)力對(duì)物體做功?各做功多少?此過程用多長時(shí)間?(學(xué)生自己解答,教師小結(jié)。)
    中拉力做功:W11=F1S=64J;阻力做功:W12=-F1S=-64J;時(shí)間:t1=s/V=8s.
    可見,力對(duì)物體做功多少,只由F、S及它們間夾角決定,與物體是否還受其它力、物體是勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)無關(guān)。再比較一下,F(xiàn)1、F2做功一樣多,但所用時(shí)間不同。說明力對(duì)物體做功還有一個(gè)快慢問題。本節(jié)課學(xué)習(xí)做功快慢的描述問題。
    板書課題: 第二節(jié) 功率
    進(jìn)行新課:(一)力對(duì)物體做功快慢的比較。
    分析以下事例,歸納出做功快慢的比較方法:
    運(yùn)動(dòng)的快慢用 表示;速度變化快慢用 表示,我們把描述力做功快慢的物理量定義為功率,這是物理學(xué)中的一個(gè)重要概念。
    (二)功率的概念
    1.定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率。定義式:P=W/t
    2.單位:國際單位為瓦(W),常用“千瓦”(KW)作功率單位。 1W=1J/S,1KW=1000W。
    3.功率的物理意義:功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量
    功率大的做功快。不論在什么條件下,只要明確了功W和所用時(shí)間t,就可求出相應(yīng)的功率。以上幾個(gè)功率就是鋼繩拉力對(duì)重物做功的功率,A起重機(jī)的功率PA=8KW,B起重機(jī)的功率PB=12KW,C起重機(jī)的功率PC=32KW。C做功快,A做功慢。
    4.功率是標(biāo)量。由于功有正負(fù),相應(yīng)的功率也有正負(fù)。功率的正負(fù)不表示大小,只表示做功的性質(zhì),即動(dòng)力的功率為正,阻力的功率為負(fù),計(jì)算時(shí)不帶符號(hào),只計(jì)絕對(duì)值。
    根據(jù)W=FScosα和V=S/ t,可得P=Fvcosα。若F、S同向,可簡化為P=FV。
    5.功率的另一表達(dá)式:P=Fvcosα F--對(duì)物體做功的力 V--物體運(yùn)動(dòng)的速度 a--F與V的夾角。
    (三)平均功率和瞬時(shí)功率
    1.平均功率:描述力在一段時(shí)間內(nèi)做功的快慢,用P=W/t 計(jì)算,若用P=Fvcosα,V為t時(shí)間內(nèi)的平均速度。平均功率是針對(duì)一段時(shí)間或一個(gè)過程而言的,因此在計(jì)算平均功率時(shí)一定要弄清是哪段時(shí)間或哪一個(gè)過程的平均功率。
    2.瞬時(shí)功率:描述力在某一時(shí)刻做功的快慢,只能用P=Fvcosα,V--某時(shí)刻的速度。瞬時(shí)功率是針對(duì)某時(shí)刻或某位置的,因此在計(jì)算瞬時(shí)功率時(shí)一定要弄清是哪個(gè)時(shí)刻或哪個(gè)位置的功率。
    例題1:已知質(zhì)量為m的物體從高處自由下落,經(jīng)時(shí)間t,在t時(shí)間內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率為 ;在t時(shí)刻重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為 。
    解析:在t內(nèi),物體下落的高度h = ,重力對(duì)物體所做的功W= ,所以在t內(nèi)重力做功的平均功率為 ;在t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率為 .
    3.對(duì)公式P=FV的討論。
    (1)當(dāng)功率P一定時(shí), 。即做功的力越大,其速度就越小。當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),要增大牽引力,就要減小速度。故汽車上坡時(shí),用換擋的辦法減小速度來得到較大的牽引力。
    (2)當(dāng)速度V一定時(shí), 。即做功的力越大,它的功率也越大。汽車從平路到上坡,若要保持速度不變,必須加大油門,增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來得到較大的牽引力。
    (3)當(dāng)力F一定時(shí), 。即速度越大,功率越大。起重機(jī)吊同一物體以不同速度勻速上升,輸出功率不等,速度越大,起重機(jī)輸出功率越大。
    例題2:飛機(jī)、輪船運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力并不恒定,當(dāng)速度很大時(shí),阻力和速度的平方成正比,這時(shí)要把飛機(jī)、輪船的大速度增大到原來的2倍,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率要增大到原來的:
    A.2倍; B.4倍; C. 6倍; D. 8倍.
    解析:飛機(jī)、輪船達(dá)到大速度時(shí)牽引力F與阻力f相等,即F=f,而f=KV2,所以發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P=FV=KV3,要把大速度增大到原來的2倍,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率要增大到原來的8倍.
    (四)額定功率和實(shí)際功率
    額定功率指機(jī)器正常工作時(shí)的大輸出功率,也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。實(shí)際功率是指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率。機(jī)器不一定都在額定功率下工作。實(shí)際功率總是小于或等于額定功率。